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枸杞干燥技術(shù)分析

       農(nóng)產(chǎn)品干燥可以提高產(chǎn)品的儲(chǔ)藏性能，延長(zhǎng)儲(chǔ)存期，改善食品品質(zhì)，便于運(yùn)輸流通。干燥是枸杞加工重要的工藝，枸杞干燥技術(shù)主要涉及枸杞干燥方法與干燥工藝、干燥特性、干燥設(shè)備、干燥產(chǎn)品質(zhì)量等，核心問題是如何保證干燥質(zhì)量和生產(chǎn)效率的前提下盡可能降低干燥中所需要的成本。我國(guó)枸杞產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，促使很多個(gè)人、科研院所、企業(yè)等對(duì)枸杞的干燥開展了大量的基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)工作并申請(qǐng)了相關(guān)。本文對(duì)國(guó)內(nèi)枸杞干燥相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行分析，以期為相關(guān)科研人員對(duì)枸杞干燥技術(shù)進(jìn)行更深入地研究和開發(fā)提供有益參考。

1．?dāng)?shù)據(jù)來源和統(tǒng)計(jì)

       1985年9月10日--2013年3月。以“枸杞"和“干"為檢索詞在摘要中檢索，經(jīng)過篩選，涉及枸杞干燥相關(guān)的共計(jì)22件，其中發(fā)明15件，實(shí)用新型7件。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表l所示。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，枸杞干燥相關(guān)的授權(quán)數(shù)量基本隨時(shí)間成遞增趨勢(shì)，2008-2013年所授權(quán)的共有12項(xiàng)，占總數(shù)的54.55%。

       由此可見我國(guó)對(duì)枸杞產(chǎn)業(yè)的研究正在加大力度，整個(gè)枸杞產(chǎn)業(yè)正在不斷發(fā)展。同時(shí)可以看出我國(guó)在近30年的時(shí)間里對(duì)枸杞干燥方面授權(quán)的只有22項(xiàng)，總體數(shù)量偏少。這反應(yīng)出我國(guó)枸杞干燥技術(shù)進(jìn)步不快，還有待進(jìn)一步提高。在授權(quán)的的地域分布上，寧夏回族自治區(qū)一個(gè)省份的總量為12件，占總數(shù)的54.55%，其他省份所授權(quán)之和，只為10件。由此可以看出，我國(guó)枸杞干燥研究的地域不平衡，這主要和枸杞產(chǎn)地有關(guān)，寧夏作為我國(guó)枸杞產(chǎn)量zui大的省份，數(shù)量也占據(jù)了絕大比例；其他省份雖授權(quán)總數(shù)不多，但縱向比較也在逐年加大。進(jìn)一步分析顯示，所檢索出的22項(xiàng)根據(jù)內(nèi)容主要分為三大類：即枸杞鮮果干燥裝置和技術(shù)、枸杞冷凍干燥技術(shù)以及枸杞制干護(hù)色劑，下面詳細(xì)分類論述。

2．枸杞干燥相關(guān)內(nèi)容分析

2.1枸杞鮮果干燥裝置和技術(shù)研究

       1992年內(nèi)蒙古自治區(qū)張文清發(fā)明了一種用枸杞鮮果制取干粉的方法。該方法以枸杞鮮果為原料，經(jīng)過清洗、磨碎、過濾、濃縮、烘干等工序獲得枸杞干粉的工藝方法。這種方法能夠迅速將枸杞鮮果轉(zhuǎn)化為易于儲(chǔ)存、發(fā)運(yùn)的干粉，并且在低壓條件下，在24℃至28℃的溫度下濃縮，能zui大限度地保持枸杞的營(yíng)養(yǎng)成分。制出的干粉可廣泛應(yīng)用于藥用、保健飲食業(yè)等。

       寧夏回族自治區(qū)胡玲于2001年發(fā)明了一種即食枸杞果干及其制作方法。所用配方為：在每100份重量單位的鮮枸杞中加入45-55份蔗糖、0.138-0.42份硫酸氫鈉、0.95-1.05份檸檬酸、0.45-0.55份果膠，以及適量的水等。其制作工序包括對(duì)鮮枸杞分選、清洗_糖煮_糖漬一瀝去浮糖一烘制一除粘——包裝。用該方法制作的枸杞果干可以即食口服，具有口感甜潤(rùn)、色澤紅艷、營(yíng)養(yǎng)豐富、易于人體吸收等優(yōu)點(diǎn)。

       2005年江蘇高科應(yīng)用科學(xué)研究所有限公司就枸杞鮮果的干燥裝置申請(qǐng)了實(shí)用新型。該裝置包括干燥室、干燥主機(jī)、控制單元，其特征：干燥室內(nèi)置有風(fēng)道，干燥主機(jī)的出風(fēng)口與風(fēng)道的干空氣進(jìn)風(fēng)口相連，風(fēng)道上方安裝有循環(huán)風(fēng)機(jī)，循環(huán)風(fēng)機(jī)將干燥空氣沿風(fēng)道經(jīng)屏風(fēng)板、導(dǎo)風(fēng)板、風(fēng)量分布板，與小車上分層裝置的枸杞鮮果進(jìn)行溫度與濕度交換，交換后的低溫潮濕空氣部分回循環(huán)風(fēng)機(jī)，部分送干燥主機(jī)。輔助控制單元分別調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)閥、濕度調(diào)節(jié)閥、室內(nèi)空氣壓力平衡閥的開關(guān)。該實(shí)用新型枸杞鮮果的干燥裝置成本低，與冷凍干燥比，其干燥成本僅為冷凍干燥的1/40，設(shè)備投入是冷凍干燥的1/10，且干燥后的枸杞符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。

       同年江蘇高科應(yīng)用科學(xué)研究所有限公司有進(jìn)一步對(duì)枸杞鮮果干燥主機(jī)申請(qǐng)了實(shí)用新型，對(duì)干燥主機(jī)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。主機(jī)結(jié)構(gòu)上包括電動(dòng)風(fēng)閥、熱交換室外機(jī)、干燥機(jī)及中央處理器，其特征是：電動(dòng)風(fēng)閥安裝在干燥主機(jī)的進(jìn)風(fēng)口，干燥機(jī)通過四通閥與熱交換室外機(jī)連接，壓縮機(jī)出口與四通閥的D端連接，四通閥的另一端接熱交換室外機(jī)后接干燥機(jī)內(nèi)的相關(guān)閥門。中央處理器由可編程序控制器PLC、繼電器、開關(guān)構(gòu)成。該實(shí)用新型枸杞干燥主機(jī)具有調(diào)溫除濕、降溫除濕、熱泵加熱和收集純凈枸杞鮮果液功能，因此干燥后的枸杞鮮果品質(zhì)優(yōu)良，符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

       江蘇高科應(yīng)用科學(xué)研究所有限公司所申報(bào)的這兩項(xiàng)，干燥主機(jī)是核心，其調(diào)溫調(diào)濕和熱泵技術(shù)是完成枸杞干燥的關(guān)鍵，同時(shí)是整個(gè)干燥裝置的核心和動(dòng)力源。

       2007年寧夏大學(xué)李明濱申請(qǐng)了側(cè)風(fēng)循環(huán)式太陽(yáng)能枸杞干燥裝置[5]。該實(shí)用新型涉及一種利用太陽(yáng)能干燥枸杞的裝置，尤其是涉及一種運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)原理、以太陽(yáng)能為主、加熱爐為輔加熱空氣，同時(shí)利用導(dǎo)流通道使熱空氣在干燥室內(nèi)循環(huán)的側(cè)風(fēng)循環(huán)風(fēng)式太陽(yáng)能枸杞干燥裝置，其特征是：它是由框架上包覆的透明吸光材料圍成的朝陽(yáng)的太陽(yáng)能溫室和朝陰的循環(huán)風(fēng)室組成，該循環(huán)風(fēng)室和太陽(yáng)能溫室之間設(shè)有一隔層；本實(shí)用新型占地面積小、干燥室內(nèi)風(fēng)速均勻、一部分熱能源可二次利用、造價(jià)低廉、一次干燥量大、干燥效果好。該干燥裝置的主要特點(diǎn)是利用太陽(yáng)能資源，并輔以熱爐提供干燥枸杞所需的熱空氣。

       2007年寧夏回族自治區(qū)曾保山申請(qǐng)了枸杞烘干棚實(shí)用新型。該裝置包括一底部封閉四周覆蓋有可拆卸棚膜的棚架，棚架內(nèi)沿其長(zhǎng)度方向設(shè)有一由一棚架外的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸徑向上固定有若干個(gè)吊架，每個(gè)吊架的兩端均設(shè)有一盛放枸杞的平臺(tái)，棚架底部設(shè)有若干個(gè)加熱器、頂部設(shè)有排濕口；該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)*，不受氣候影響、能夠充分利用太陽(yáng)能和電能。

       2010年遼寧省沈陽(yáng)市王建申請(qǐng)了發(fā)明一枸杞干窯溫度控制，該發(fā)明主要特征是由溫度設(shè)定器，控制器，執(zhí)行器，烘干窯，變送器組成。其特征是，溫度設(shè)定器與控制器相連，控制器通過執(zhí)行器可對(duì)烘干窯進(jìn)行加熱，變送器安裝在窯內(nèi)可對(duì)信號(hào)變送后給控制器。其優(yōu)點(diǎn)是，采用水蒸氣和太陽(yáng)能雙供熱的方式對(duì)枸杞進(jìn)行烘干，不僅提高了效率，保證了質(zhì)量，同時(shí)有效地利用新能源。具有手動(dòng)／自動(dòng)兩種運(yùn)行方式。

       2011年四川的李學(xué)齊等設(shè)計(jì)了一種多區(qū)段熱風(fēng)自循環(huán)枸杞干燥機(jī)，隧道式的長(zhǎng)形烘室設(shè)置有進(jìn)料口及出料。有管道，風(fēng)機(jī)形成的送排風(fēng)裝置，在隧道式的烘室內(nèi)有物料輸送裝置，以及輸送裝置的推進(jìn)裝置，輸送裝置上有盛放物料的容器。熱風(fēng)生產(chǎn)裝置的高溫介質(zhì)將貫通的烘室沿縱向分為至少兩個(gè)或兩個(gè)以上的干燥間，每個(gè)干燥間有各自的熱風(fēng)干燥系統(tǒng)。

       2012年甘肅的張述珍等設(shè)計(jì)了一種烘干枸杞熱風(fēng)回收裝置和枸杞制千方法。在烘室出口端上方設(shè)有散熱器，進(jìn)口端上方設(shè)有排風(fēng)管，在靠近烘室進(jìn)口端、排風(fēng)管的右邊設(shè)有水分過濾器，散熱器與水分過濾器通過回收管路相連通。同年寧夏的張愛平設(shè)計(jì)了一種枸杞鮮果雙循環(huán)熱風(fēng)烘干房，而且采用了自動(dòng)控溫排濕系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括烘干房，節(jié)煤熱風(fēng)爐，循環(huán)風(fēng)機(jī)，回風(fēng)道，自動(dòng)控溫排濕系統(tǒng)，枸杞果棧及果棧車。

       2013年中國(guó)科學(xué)院西北高原生物研究所索有瑞等發(fā)明了一種枸杞鮮果制千方法，該方法包括選料、清洗、扎孔、干燥、測(cè)定干燥后含水率和成品等步驟。

2.2枸杞冷凍干燥技術(shù)研究

       1998年寧夏枸星營(yíng)養(yǎng)制品有限公司對(duì)真空冷凍干燥枸杞果及其加工工藝進(jìn)行了技術(shù)發(fā)明。其特征在于將精選清洗的枸杞鮮果速凍，溫度降至-45℃以下時(shí)，組織細(xì)胞中的水份*凍結(jié)，液態(tài)水變?yōu)楣虘B(tài)水，此時(shí)溫度在共晶點(diǎn)以下，凍結(jié)的枸杞鮮果處于高真空狀態(tài)，固態(tài)水開始升華為汽態(tài)水，干燥箱和冷凝器之間存在飽和蒸氣壓差，汽態(tài)水從干燥箱通過管道向冷凝器流動(dòng)，冷凝器溫度低于-55℃，汽態(tài)水在冷凝器中又凝結(jié)成固態(tài)水，這個(gè)過程持續(xù)到被干燥物質(zhì)中的水份*升華完畢為止。用該方法干燥后的枸杞果生物活性有效成分破壞很小，枸杞果外形保存完好，色澤紅潤(rùn)，晶瑩剔透，含水率<5%，便于運(yùn)輸和長(zhǎng)期貯存。此外，該公司還發(fā)明了真空冷凍干燥枸杞粉及其加工工藝[9]。其工藝區(qū)別于上一的內(nèi)為：將精選過的枸杞鮮果清洗后，瀝干殘留水分，去除籽和皮制成漿液，將漿液磨碎用均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，顆粒在2μm左右，通過巴氏滅菌，冷卻至常溫，裝盤，然后就是統(tǒng)上一的干燥工藝。該枸杞粉保持了枸杞果的營(yíng)養(yǎng)成分和活性物質(zhì)，含水率低，含糖量高。

       寧夏枸星營(yíng)養(yǎng)制品有限公司還對(duì)枸杞中有效成分的提取做了研究，并申報(bào)了真空冷凍干燥枸杞有效成分提取物及其加工工藝的發(fā)明。其方案采用生物提取技術(shù)將枸杞中的有效成分提取出來，制成溶液，采用真空冷凍干燥方法將溶液中的水分升華去除，制得提取物。工藝過程分為兩步，可提取兩種冷凍干燥制品。*步，將精選的枸杞鮮果清洗后，瀝干殘留水份，配以鮮果重量0.5倍的蒸餾水，通過漿渣分離機(jī)去除枸杞中的皮和籽，把制各好的漿液置于不銹鋼容器內(nèi)，加入萬(wàn)分之二的纖維素酶及萬(wàn)分之一的果膠酶，迅速攪拌、酶解，溫度控制在45℃-50℃之間，經(jīng)過90分鐘酶解后，加熱滅酶，滅酶溫度為80℃，時(shí)間為20分鐘。將制備好的漿液通過粗濾、精濾兩道工序過濾后，為深紅色清澈透明液體，再經(jīng)巴氏滅菌后冷卻至常溫提取物，為*步提取的液體，經(jīng)真空冷凍干燥制成均勻一致的淺褐黃色粉末；第二步，將*步提取的液體加入等量的無(wú)水乙醇，溫度降至-20℃，靜置12小時(shí)，溶液底部出現(xiàn)灰白色絮狀沉淀物，去除上清液，將沉淀物加熱至80℃，去除乙醇，所得漿液為第二步提取液，經(jīng)真空冷凍干燥后為深黃色粉末提取物。

       2000年寧夏潘泰安發(fā)明了枸杞全粉冷凍升華干燥工藝。其工藝過程包括降低農(nóng)藥處理、漂洗、冷凍、升華干燥、低溫粉碎、復(fù)合包裝。所生產(chǎn)的枸杞全粉細(xì)度達(dá)到100目以上，無(wú)結(jié)塊、無(wú)農(nóng)藥殘留，產(chǎn)品可達(dá)到美國(guó)FDA質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，符合出口條件。

       對(duì)于采用枸杞干燥粉碎之后的粉末制備產(chǎn)品的研究，大連工業(yè)大學(xué)張玉蒼和何連芳發(fā)明了枸杞子活性凍干粉及膠囊的制備技術(shù)。該技術(shù)首先選用枸杞子果實(shí)為基礎(chǔ)原料，經(jīng)清洗、預(yù)凍、升華、解析干燥、粉碎、包裝、成品等工藝技術(shù)，得到枸杞凍干粉，可用作膠囊、果凍、果醬、果汁等系列食品的原料。尤其是制成膠囊產(chǎn)品掩蓋了其自身帶來的中藥味，食用方便快捷，解決了大面積種植產(chǎn)品積壓，銷路不暢的問題。該產(chǎn)品還具有生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，而且起到開發(fā)資源和保持熱敏性活性功能物質(zhì)的雙重效果。

       2011年寧夏韓紅雯申請(qǐng)了真空冷凍干燥枸杞鮮果的加工工藝的發(fā)明。其發(fā)明工藝步驟分為浸泡、清水沖洗后瀝干水分、預(yù)凍、冷凍、抽真空干燥至枸杞果含水率小于5%后，取出枸杞并采用充氮?dú)獍b，防止枸杞吸潮。在抽真空干燥過程中，通過大量的試驗(yàn)總結(jié)出在不同溫度下，配合不同的升溫速度和真空度，達(dá)到了保證枸杞果的外觀形狀和色澤的問題。另外，寧夏韓紅雯還對(duì)真空冷凍干燥枸杞粉及其加工工藝申請(qǐng)了發(fā)明。其特征在于：將精選過的枸杞鮮果清洗后，瀝干殘留水份，通過漿渣分離機(jī)，去除枸杞鮮果的籽和皮制成漿液，把制備好的漿液通過膠體磨進(jìn)行磨碎，用均質(zhì)機(jī)均質(zhì)后形成均勻穩(wěn)定、細(xì)膩的漿液，顆粒在2μm左右，通過巴氏滅菌，冷卻至常溫，裝盤；將漿液盤放入干燥箱內(nèi)速凍，當(dāng)溫度降至-45℃以下時(shí)，液態(tài)水變?yōu)楣虘B(tài)水，當(dāng)物質(zhì)處在高真空狀態(tài)時(shí)，固態(tài)水開始升華為汽態(tài)水，汽態(tài)水從干燥箱通過管道向冷凝筒流動(dòng)，冷凝筒溫度低于-55℃，汽態(tài)水在冷凝筒中又凝結(jié)成固態(tài)水，這個(gè)過程持續(xù)到被干燥均質(zhì)中的水份*升華完畢為止，枸杞漿液干燥后再經(jīng)高速粉碎機(jī)粉碎后即成真空冷凍干燥枸杞粉。該發(fā)明中粉碎工藝采用了低濕度、低轉(zhuǎn)速和分篩工藝，避免了由于粉碎機(jī)轉(zhuǎn)速過高所造成的枸杞中有效成分的損失、粘機(jī)、糖化等工藝弊端。

2.3枸杞制干護(hù)色劑的技術(shù)研究

       在枸杞干燥產(chǎn)業(yè)中，附加產(chǎn)品和輔助產(chǎn)品的研究成為另一大亮點(diǎn)，其中制干護(hù)色劑的研制對(duì)于提高枸杞的干燥質(zhì)量具有積極的作用。2008年寧夏賀嘉利等人發(fā)明了一種枸杞護(hù)色制干劑。該制劑是由食用純堿、檸檬酸鈉、異VC鈉和山梨酸鉀按照1000:2-10:1-8:0.5-6的重量配比組成。該發(fā)明所選用的食用純堿可解除枸杞果表面的蠟質(zhì)層，迅速吸收水分，從而縮短干燥時(shí)間，檸檬酸鈉可解除農(nóng)藥殘留，保留枸杞果的原有味道，使枸杞表面圓潤(rùn)；異VC鈉可延長(zhǎng)保質(zhì)期；山梨酸鉀起到護(hù)色、增色和保鮮的作用，以上制劑不破壞枸杞果的營(yíng)養(yǎng)成分。該將上述化學(xué)制劑組合，從而縮短了枸杞的干燥時(shí)間，延長(zhǎng)了保鮮時(shí)間及貯存時(shí)間，且不破壞枸杞干果的營(yíng)養(yǎng)成分，枸杞干果顏色正，色澤均勻，無(wú)油貨，無(wú)發(fā)霉現(xiàn)象，無(wú)異味，無(wú)殘留。

       2010年蘭州理工大學(xué)發(fā)明了一種枸杞促干護(hù)色劑，并對(duì)去使用方法進(jìn)行了保護(hù)[16]。該護(hù)色劑按質(zhì)量百分比計(jì)，其促干護(hù)色劑的組分為：乙醇5-10%，焦亞硫酸鈉，0.2-0.5%，山梨酸鉀0.5-1%，余量為堿金屬碳酸鹽；使用方法步驟為：將焦亞硫酸鈉，山梨酸鉀，堿金屬碳酸鹽均勻混合，以固液比1-2g:lOOm1的比例溶于水，攪拌均勻，然后再加入乙醇，混合均勻，即得枸杞促干護(hù)色劑溶液，將枸杞鮮果浸漬0.5-1min，撈出鮮果瀝去水分，平鋪竹席或托盤上，進(jìn)行制干。

       2011年寧夏戴治稼和王軍發(fā)明了一種枸杞鮮果脫水促干加工助劑。該助劑是粉狀混合制劑，其重量配比為：碳酸鈉50%-98%，碳酸鉀30%-80%，檸檬酸鈉1%-5%其制備工藝過程為：各原料、磨成粉狀、混合均勻、分裝、質(zhì)檢、儲(chǔ)存銷售。該發(fā)明使用人們?nèi)粘V泛接觸的四種食品添加劑進(jìn)行科學(xué)復(fù)配，既能使枸杞鮮果干燥較快，又能較好的保全枸杞鮮果原有的色澤和營(yíng)養(yǎng)保健成分。

3．存在問題與發(fā)展趨勢(shì)

       上述涉及的枸杞干燥方法和干燥設(shè)備，推廣應(yīng)用受到投入成本或技術(shù)成熟性的制約，在生產(chǎn)實(shí)踐中實(shí)際應(yīng)用相對(duì)較少。目前枸杞干燥投入生產(chǎn)使用的主要為自然晾曬、日光烘干（干燥）溫棚、隧道式熱風(fēng)干燥窯，另有少數(shù)企業(yè)采用真空冷凍干燥進(jìn)行小批量枸杞制干產(chǎn)品生產(chǎn)。而微波或熱風(fēng)微波真空組合干燥枸杞、遠(yuǎn)紅外干燥、低溫氣流膨化法等枸杞干燥方法處于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段；太陽(yáng)能熱風(fēng)干燥方法處于生產(chǎn)試驗(yàn)階段，尚未進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用。熱泵干燥技術(shù)能夠回收干燥廢氣的顯熱和潛熱，是一種節(jié)能干燥技術(shù)。太陽(yáng)能和熱泵的聯(lián)合干燥技術(shù)，既可以滿足物料干燥的工藝需求，又可以克服單一太陽(yáng)能熱源的缺點(diǎn)，降低干燥的能耗，減少環(huán)境污染。因此開發(fā)利用基于枸杞干燥機(jī)理的太陽(yáng)能快速干燥工藝、的太陽(yáng)能儲(chǔ)熱．熱泵廢熱回收技術(shù)，是提高枸杞干燥質(zhì)量和效率的有效途徑之一。

       針對(duì)枸杞干燥技術(shù)的進(jìn)一步研究應(yīng)著眼于對(duì)枸杞生物學(xué)特性和不同干燥設(shè)備干燥時(shí)的枸杞干燥特性的正確認(rèn)識(shí)上，如內(nèi)部水分遷移特性，干燥動(dòng)力學(xué)等，進(jìn)而研發(fā)適用于某一地區(qū)枸杞干燥的干燥工藝和設(shè)備。此外，還可以借鑒其他農(nóng)產(chǎn)品干燥所采用的設(shè)備和技術(shù)，通過改進(jìn)，應(yīng)用到枸杞的干燥上來。

4．結(jié)語(yǔ)

       綜上所述，我國(guó)枸杞干燥主要涉及熱風(fēng)干燥和冷凍干燥技術(shù)，還未見基于太陽(yáng)能和熱泵的聯(lián)合干燥技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而在太陽(yáng)能資源充足的西部省份，充分利用太陽(yáng)能和熱泵聯(lián)合技術(shù)進(jìn)行枸杞的干燥，不但可以降低能耗而且可以形成我國(guó)*的技術(shù)，為枸杞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。